陳杰燕 傅雨思 符艷惠

摘要：與人頻繁或密切接觸的紙張需要有抗菌作用，生活用紙及特種紙大多采用天然纖維，易發(fā)生紙張霉變，具有抗菌性能紙張的研制得到了國內(nèi)外的廣泛重視。本研究以松香、氫氧化鈉、十六烷基三甲基溴化銨為原料合成松香陽離子表面活性劑，通過表面噴淋方法制備抗菌紙，并檢測其抗菌性能。當(dāng)松香：氫氧化鈉：十六烷基三甲基溴化銨為1：1.1：1.1，反應(yīng)條件為：溫度80℃，時(shí)間6h；溫度為60℃，時(shí)間10h時(shí)，合成松香陽離子表面活性劑制成的抗菌紙，對大腸桿菌具有很好的抗菌性，其中旋蒸出異丙醇的松香型表面活性劑，對大腸桿菌的抗菌效果最好。

關(guān)鍵詞：松香；陽離子化；改性；抗菌紙

我國是松香生產(chǎn)大國，脂松香年產(chǎn)500，000t以上，居世界首位。但松香的利用在我國目前仍處于原料和初級產(chǎn)品階段，合成精細(xì)產(chǎn)品的工作尚處于起步階段。開展松香改性的研究，開發(fā)出符合我國市場需求的深加工松香產(chǎn)品就顯得十分重要，這不僅對國家和地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且對我國林業(yè)資源的合理開發(fā)和利用以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)都有十分重要的意義。

與人頻繁或密切接觸的紙張需要有抗菌作用，與紡織工業(yè)類似，生活用紙及特種紙大多采用天然纖維或合成纖維。天然纖維較易受到微生物損害。合成纖維的大分子結(jié)構(gòu)本身具有很強(qiáng)的抗微生物性能，但由于其在生產(chǎn)過程中會(huì)“沾染”各種助劑，這些助劑作為營養(yǎng)源也會(huì)促進(jìn)微生物繁殖[1，2]。因此，抗菌紙的研制得到了國內(nèi)外的廣泛重視。

造紙工業(yè)應(yīng)用抗菌防霉劑已有多年歷史，但主要是使用防霉劑。據(jù)文獻(xiàn)[3-5]報(bào)道，在紙機(jī)濕部添加殺菌劑、將抗菌劑加入膠黏劑中，或?qū)o水皮膚抗菌洗滌液里的抗菌成分加入到紙巾中，使紙張具有抑菌、抗菌性能。近年來，國內(nèi)已有人對抗菌紙展開初步研究[6-8]。在研究開發(fā)抗菌紙的同時(shí)，也有研究者進(jìn)行紙張抗菌性能檢測的研究[9-11]。

本研究以松香、氫氧化鈉、十六烷基三甲基溴化銨為原料合成松香陽離子表面活性劑，通過表面噴淋方法制備抗菌紙，并檢測其抗菌性能。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原料、藥品及儀器

原料及藥品：松香（廣西梧松林化集團(tuán)）；異丙醇（國藥集團(tuán)）；十六烷基三甲基溴化銨（國藥集團(tuán)）。

儀器：恒溫?fù)u床（KYC-1102C，上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；滅菌鍋（SYQ-DSX-Z80B，上海申安醫(yī)療器械廠）；單人超凈工作臺(tái)（蘇潔凈化）。

1.2 松香陽離子化改性

稱取5.00g松香置于三口錐形瓶中，用異丙醇作溶劑于80℃恒溫水浴中溶解后，加入氫氧化鈉，在60℃反應(yīng)一定的時(shí)間后，得到松香酸鈉，再向松香酸鈉中緩慢加入一定量十六烷基三甲基溴化銨后，在60℃恒溫水浴中反應(yīng)一定時(shí)間。反應(yīng)完畢后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)（旋蒸條件：水溫80℃；旋速50rPm；真空泵P=0.04Mpa）除去異丙醇，得到松香陽離子表面活性劑。

1.3 抗菌紙的制備

稱好一定量不同反應(yīng)時(shí)間下得到的松香陽離子表面活性劑0.9g，加入10ml蒸餾水，置于80℃水浴中攪拌溶解，配成0.0594mol/L松香陽離子表面活性劑溶液，并設(shè)空白對照組。將3ml抗菌劑均勻噴灑到已經(jīng)殺菌的直徑為12cm圓形濾紙上，風(fēng)干后將抗菌紙剪成直徑2cm圓型試樣。

1.4 紙張抗菌性能測試

將抗菌紙?jiān)嚇訙缇?；測試培養(yǎng)細(xì)菌OD600值，使用梯度稀釋法將待測的菌懸液稀釋成濃度為106-108cfu/mL，用作實(shí)驗(yàn)待測菌懸液。用吸菌管吸取100uL的細(xì)菌懸液滴注到培養(yǎng)基上后將其均勻耙平。將抗菌紙貼放于培養(yǎng)基表面上后，將培養(yǎng)皿密封，將其置于37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每隔24h觀察皿內(nèi)細(xì)菌生長狀況，拍照記錄、做好空白對照。觀察剪好紙張?jiān)嚇又車?xì)菌生長情況，來評價(jià)紙張?jiān)嚇拥目咕浴?/p>

2 結(jié)果與討論

松香酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為1： 1.1，在反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為10h，合成松香陽離子表面活性劑。第1組是不旋蒸出異丙醇并直接施膠噴灑；第2組是旋蒸出異丙醇并用蒸餾水配制成0.0594mol/L；第3組是蒸出異丙醇并用龍頭水配制成0.0594mol/L；第4組是不蒸餾異丙醇并用蒸餾水配制成0.0594mol/L。采用直接噴淋松香陽離子表面活性劑法制備的抗菌紙對大腸桿菌的抗菌效果，及空白試樣對大腸桿菌的抗菌效果如圖1和圖2所示。

當(dāng)松香、氫氧化鈉、十六烷基三甲基溴化銨為1：1.1：1，反應(yīng)條件為：溫度80℃，時(shí)間6h；溫度為60℃，時(shí)間10h，用合成的松香陽離子表面活性劑制成的抗菌紙，隨著時(shí)間的增加，抗菌紙?jiān)嚇訉Υ竽c桿菌的抗菌圈逐漸縮小，抗菌性能持續(xù)120h，空白試驗(yàn)72小時(shí)后全部被大腸桿菌覆蓋。因此，松香陽離子表面活性劑對大腸菌具有良好的抗菌性能，第2組旋蒸出異丙醇的松香型表面活性劑、以蒸餾水做溶劑抗菌性最好。

3 結(jié)論

3.1合成松香陽離子表面活性劑的條件為：松香：氫氧化鈉：十六烷基三甲基溴化銨為1： 1.1： 1.1，當(dāng)溫度80℃時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為6h；當(dāng)溫度為60℃時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為10h，

3.2 用合成的松香陽離子表面活性劑制備的抗菌紙，對大腸菌具有良好的抗菌性能。

3.3旋蒸出異丙醇的松香型表面活性劑，以蒸餾水做溶劑制備的抗菌紙的抗菌性最好。

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作者簡介：陳杰燕（1994.6-），女，壯族，廣西梧州人，廣西梧州學(xué)院2016級本科生，研究方向：林產(chǎn)化學(xué)加工工程。

基金項(xiàng)目：廣西自治區(qū)級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（編號：201711354108）；梧州學(xué)院校級開放實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（編號：2017018、2017022）；“梧州學(xué)院中青年骨干教師培養(yǎng)計(jì)劃”基金資助。